EMI-Immunität Operationsverstärkern

[gesponsert] Wir sind überall EMI ausgesetzt, das ist unvermeidlich, aber wie wirkt sich das auf Operationsverstärker aus, und was kann man dagegen tun, um das zu verhindern? In diesem Artikel erklären wir, warum es wichtig ist, Operationsverstärker mit einem hohen EMIRR-Wert zu verwenden. Lesen Sie alles darüber!

Operationsverstärkern sind sehr verbreitet und werden häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. zur Verstärkung eines schwachen Signals von einem IoT-Sensor und zur Erfassung und Übertragung seiner Daten über drahtlose Kommunikation. In diesem Artikel möchten wir die Auswirkung elektromagnetischer Störungen (EMI) auf den Betrieb von Operationsverstärkern erläutern, was fast unvermeidlich ist, da wir überall einer Reihe von Quellen ausgesetzt sind, die einerseits beabsichtigt sind, wie Mobiltelefone, Funksender, Wi-Fi, Bluetooth, Fernbedienungen. Aber auch unbeabsichtigte, wie Systemtakte, Oszillatoren, Prozessoren, DC / DC-Wandler, um nur einige zu nennen.

Diese Störquellen (Abbildung 1) können verschiedene Frequenzen haben, von einigen Megahertz bis zu Gigahertz, und sind entweder leitungsgebundene EMI (übertragen durch angeschlossene Elemente) oder abgestrahlte EMI (übertragen durch drahtlose Elemente), wie das Platinenlayout, Kabel, Gehäuseanschlussstifte und sogar die internen Anschlussdrähte des Chips.

Wie kann der Einfluss von EMI festgestellt werden

Die häufigste Auswirkung ist eine Abweichung der Ausgangsspannung; die Wechselstromstörung wird durch interne P-N-Übergänge gleichgerichtet und von der Schaltung gefiltert und erscheint schließlich als verstärkte Spannungsabweichung am Ausgang, die analoge Messungen und/oder digitale Daten beeinträchtigt. EMI kann an allen Anschlüssen auftreten, einschließlich Eingängen, Ausgängen, Stromversorgung und Steuerleitungen. Es ist jedoch allgemein anerkannt, dass der Eingangsanschluss im Vergleich zu anderen Anschlüssen am anfälligsten für EMI-Einflüsse ist. Die Höhe der Offsetspannung schwankt mit der Stärke der EMI-Störung. Abbildung 2 zeigt im Detail die Auswirkung eines Bluetooth-HF-Bursts, der eine erhebliche Offset-Spannungsverschiebung in einer herkömmlichen Operationsverstärkerschaltung verursacht.

Definition des EMI Rejection Ratio

Bei vielen modernen Operationsverstärkern werden Maßnahmen gegen elektromagnetische Störungen ergriffen, und es wurde ein neuer Begriff in die Parameterliste aufgenommen, der als Electro-Magnetic Interference Rejection Ratio oder kurz EMIRR bezeichnet wird und den Grad der Störfestigkeit angibt. Je höher der EMIRR-Wert ist, desto geringer ist die Verschiebung der Offsetspannung. In Abbildung 3 ist zu beobachten, dass dieser Operationsverstärker eine hohe Immunität gegenüber dem HF-Burst aufweist, es gibt fast keine sichtbare Offset-Spannungsverschiebung am Ausgang des Operationsverstärkers.

Vergleich der EMIRR-Messungen

Bei der Entwicklung einer Anwendung ist es wichtig, den richtigen Operationsverstärker zu wählen, wenn in der Nähe der empfindlichen Operationsverstärkereingänge eine erhebliche EMI-Quelle zu erwarten ist. Abbildung 4 zeigt den NJU77552 mit einer soliden EMIRR bis in den Gigahertz-Bereich im Vergleich zu Op-Amps anderer Hersteller. Es ist klar, dass das NJU77552 die Störungen des 2,4-GHz-Bluetooth-Funks problemlos herausfiltert, während das andere Produkt Unvollkommenheiten im Ausgangssignal aufweist.

Erfahren Sie mehr über EMIRR und andere Op-Amp-Funktionen auf unserer Webseite.

Operationsverstärker sind eines der meistverkauften Produkte von Nisshinbo Micro Devices und gehören weltweit zu den Top 5 der Hersteller dieser Komponenten. Das Sortiment bietet eine Vielzahl von Funktionen für nahezu jede Anwendung:

Gain Bandwidth / Speed
Low Power / Low Current
Precision / Stability
RF Immunity
Voltage Range
I/O capabilities
Low Noise
Package Options
System Costs

Nisshinbo Micro Devices ist eine neue Marke für Elektronik-Komponenten und Mikrowellenprodukte, verfügt jedoch über mehr als 60 Jahre Erfahrung und war oft Vorreiter bei der Entwicklung neuer Halbleiterprodukte. Mit Wirkung vom 1. Januar 2022 haben New Japan Radio und Ricoh Electronic Devices ihre Kräfte gebündelt und Nisshinbo Micro Devices gegründet. Es steht ein umfangreiches Produktportfolio für Verbraucher-, Industrie- und Automobilmärkte mit analogen Komponenten zur Verfügung, wie z. B.: